Bijlage 2 Geleerde lessen Quickscan studies Gelderland met bijlagen.pdf

Quickscan studies Gelderland Geleerde lessen – wat is de haalbaarheid van collectieve warmte oplossingen

Inhoudsopgave 1

Introductie

2

2

Samenvatting en conclusies onderzoek

3

3

Bevindingen per bron

4

Restwarmte

4

Aquathermie

4

3.3

Geothermie

5

3.4

Zonthermie

5

3.5

Biomassa en groen gas

6

3.6

Individuele oplossingen (o.a. ‘all-electric’)

6

3.7

WKO

6

4

Acht mythes die in deze studies niet waar bleken

7

5

De invloed van beleid

8

6

Verder lezen?

8

Versie 2

Datum: 01-06-2020

Opgesteld door: Margit Heine

2

1

Introductie

In 2050 moeten alle gebouwen in Nederland ‘van het (aard)gas af’ zijn. Gebouwen worden vanaf dat moment allemaal op een andere manier verwarmd. Gemeenten onderzoeken nu welke warmtebronnen er zijn en welk warmtesysteem het best bij hun lokale situatie past. Eind 2021 moeten alle gemeenten in een Transitievisie Warmte (TVW) hebben vastgelegd waar voor 2030 gestart wordt met de transitie naar aardgasvrij en welke duurzame warmtevoorziening daarbij in beeld is. Royal HaskoningDHV heeft in de provincie Gelderland een aantal collectieve duurzame warmtesystemen onderzocht. Deze resultaten geven een eerste beeld van de financiële en technische haalbaarheid van een nieuwe warmtevoorziening (‘Quickscan’). Daarnaast worden er aanbevelingen gedaan voor vervolgonderzoek.

Figuur 1 Overzicht van de uitgevoerde Quickscan studies

Bij elkaar opgeteld gebeurt er al heel veel. Er zijn 60 scenario’s onderzocht in 20 gebieden. Die gebieden zijn buurten, wijken, (delen van) kernen of gemeenten. Er zijn daarnaast nog twee andere studies gedaan, die te veel afwijken van de Quickscans, waardoor deze niet verwerkt zijn in dit overzicht. Dit zijn 1) Potentie voor warmtelevering uit de ANR aan de MARN gemeenten en 2) Kleine kernen overzicht in de Achterhoek. In de onderzochte gebieden staan vooral woningen, maar ook andere gebouwen zoals scholen, ziekenhuizen en bedrijven. Voor de aanleg van een collectief

warmtenet in al deze gebieden samen is zo’n 700 strekkende km leidingennetwerk nodig. In slechts 9 scenario’s wordt na 30 jaar de investering terugverdiend. De winst na 30 jaar loopt uiteen van € 0 voor een warmtenet voor een aquathermie systeem, tot € 50.000.000 voor een warmtenet op restwarmte van een afvalverbrandingsbedrijf. Het minst aantrekkelijke scenario gaat om een warmtenet voor Geldermalsen op geothermie (aardwarmte). Dit leidt na 30 jaar tot een verlies van € 66.800.000, als dit scenario technisch überhaupt al mogelijk is. Belangrijk om te vermelden is dat de onderzochte scenario’s niet goed vergelijkbaar zijn. Niet alleen de aanwezigheid van een duurzame warmtebron bepaalt of een collectieve warmtevoorziening kansrijk is, maar ook andere factoren. Bijvoorbeeld de afstand van de gebouwde omgeving tot de nieuwe warmtebron, de ondergrond, de woningdichtheid van een gebied, de energielabels van de gebouwen en de prioriteiten en/of voorkeur van de gemeente voor een bepaald gebied of technologie. Het bepalen van een keuze voor een warmtevoorziening vraagt daarom om maatwerk. Daarnaast is veranderende wet- en regelgeving, denk aan de in voorbereiding zijnde Warmtewet 2.0, van grote invloed op de kansrijkheid van een warmtevoorziening. De uitkomsten van de studies zijn dan ook vooral bedoeld om de discussie over de volgende stap in gang te zetten.

Dat gesprek zal breed met de politiek, de samenleving en de markt moeten worden gevoerd. Een van de belangrijkste vragen die daarbij moet worden beantwoord is: Wie betaalt de rekening van de transitie? Toelichting kansrijk en rendabel In dit rapport en in de uitgevoerde Quickscans gebruiken we regelmatig de termen kansrijk en rendabel. Als een systeem kansrijk is, betekent dit dat zowel vanuit technisch- als financieel oogpunt de eerste bevindingen positief zijn. Andere factoren, zoals bijvoorbeeld politieke afwegingen en/of draagvlak bij inwoners, zijn hierin nog niet meegenomen. Met financieel kansrijk en/of een rendabel systeem wordt bedoeld dat de kosten voor de aanleg van het systeem binnen 30 jaar kunnen worden terugverdient. Een rendabel systeem kan daarmee nog steeds duurder zijn dan de huidige situatie (het gebruik van fossiele bronnen). Daarnaast kan een systeem onrendabel zijn, maar nog steeds de meest goedkope duurzame optie. Dit systeem wordt dan onder de huidige omstandigheden niet als kansrijk gezien, maar mogelijk in de toekomst (door dalende prijzen, CO2-tax en/of acceptatie van onrendabele systemen) wel.

3

2

Samenvatting en conclusies onderzoek

Uit de onderzoeken komen de volgende algemene succesfactoren voor een collectieve warmtevoorziening naar voren:  Collectiviteit: Om een collectieve warmtevoorziening betaalbaar te houden, is een zo groot mogelijke deelname nodig. De Warmtewet 2.0 voorziet daarin: woningeigenaren moeten participeren in een warmtenet, tenzij zij kunnen aantonen dat de woning op eigen initiatief aardgasvrij kan worden gemaakt. Om die reden is in de onderzoeken rekening gehouden met een minimale deelname van 80% door de gebouweigenaren, en in sommige gevallen zelfs 100%. Een hoge deelname resulteert in een hogere warmte-afzet bij een vrijwel gelijke investering.  Continuïteit: Vanwege de benodigde investeringen, is zowel een stabiel aanbod van warmte (leveringszekerheid) als een stabiele vraag naar warmte (afnamezekerheid) voor de lange termijn van belang. De beste warmtebronnen zijn dus de bronnen die zo min mogelijk afhankelijk zijn van externe invloeden, denk aan grote seizoenschommelingen (zonthermie, aquathermie) of bronnen waarvan het eigendom in handen is van private partijen (restwarmte van bedrijven). Om de afnamezekerheid te kunnen garanderen moet de collectieve voorziening een beter alternatief zijn dan andere oplossingen. Dan gaat het vooral over de betaalbaarheid en de zekerheid voor de lange termijn.

 Vraag en aanbod in balans: De vraag naar warmte en het aanbod van warmte dat door de warmtebron wordt geleverd, moeten zo goed mogelijk met elkaar in balans zijn. Uit de onderzoeken blijkt dat de warmtevraag in veel gevallen groter is dan de warmte die de bron kan leveren. Dit verschil kan deels worden opgevuld met aanvullende bronnen. Een andere mogelijkheid is om het afnamegebied te verkleinen.  Bron-efficiency: Om verspilling van duurzame energie te voorkomen, bijvoorbeeld het verlies van warmte door transport, moet de warmtebron zo optimaal mogelijk worden ingezet. Die inzet zal echter nooit 100% zijn omdat daarmee de businesscase onder druk komt te staan. Door een aandeel (de pieklast) met een relatief goedkope bron, zoals aardgas, aan te vullen, komt de business case beter uit, maar is de CO2-besparing lager. Een indicator die in vervolgstudies kan helpen om deze afweging te maken is: kosten per kg gereduceerde CO2 uitstoot.  Net-efficiëntie (1): Hoe korter de afstand tussen de bron en de afnemer, hoe lager de kosten voor de aanleg van infrastructuur en hoe minder warmteverlies er optreedt.









Net-efficiëntie (2): Een warmtenet is, met het oog op de benodigde investeringen, alleen interessant voor een groot gebied met een hoge woningdichtheid, en/of een grote deelname aan de collectieve warmtevoorziening, en/of aanwezigheid van groot-energieverbruikers. Net-efficiëntie (3): Er zitten verschillende voor- en nadelen aan een lagetemperatuur bron-net met warmtepomp per woning versus een systeem op hogere temperatuur (met collectieve warmtepomp). Een directe verbinding tussen de bron en de afnemer (bron-net), zorgt voor minder warmteverlies in het warmtenet. Er zitten echter ook nadelen aan dit systeem. Om de warmte uit een lage temperatuurbron te kunnen gebruiken, moet er namelijk alsnog een (hybride)warmtepomp in elk gebouw komen. Deze warmtepompen moeten groter gedimensioneerd worden dan bij een collectieve warmtepomp, omdat elke woning voorbereid moet zijn op de koudste winter. Mogelijk is er ook nog een verzwaring van het elektriciteitsnet nodig. Daarnaast zijn er meestal meer aanpassingen in de woning nodig, zoals extra isolatie en/of een ander warmteafgiftesysteem (vloerverwarming). Dit scenario lijkt dan al snel op een all-electric scenario. Daarom is een bron-net alleen aan te raden als een groot deel van de woningen al goed geïsoleerd is en/of als er gebruik wordt gemaakt van een hybride warmtepomp, en het net de extra belasting aan kan zonder netverzwaring.

Meekoppelkansen: Om de investeringskosten en daarmee ook de gebruikerskosten te drukken, kan worden gezocht naar meekoppelkansen bij de aanleg van de infrastructuur. Echter de verwachting is dat dit voordeel niet meer dan 20% (van de kosten voor de aanleg van de infrastructuur) zijn. In de gevoeligheidsanalyse zien we dat een hogere afzet, oftewel de warmtevraag per oppervlakte-eenheid, een grotere impact heeft. Subsidiëring: Omdat op dit moment vrijwel alle collectieve warmtevoorzieningen onrendabel zijn, kan de overheid met subsidiering en belastingen grote invloed uitoefenen op acceptatie en realisatie van een collectieve warmtevoorziening. Hierbij kan worden gedacht aan: o subsidiering gericht op het gebruik van de aanwezige duurzame warmtebron, en/of o subsidiering gericht op het stimuleren van (een collectieve aanpak van) verduurzaming, en/of o subsidiering gericht op het stimuleren van de collectiviteit.

4

3

Bevindingen per bron Restwarmte

Gebieden (bronnen):

Potentie bronnen:

Ermelo Centrum (winkels), Harderwijk, Nijkerk Bruins Slot (diverse bedrijven/industrie), Zevenaar + Didam (AVR), Elst (Energiehub NEXTgarden) onvoldoende tot beperkt

Restwarmteprojecten stranden in de praktijk vaak omdat de bedrijven geen commitment willen geven over de beschikbaarheid van de warmte (zowel binnen het jaar, als op de lange termijn). Dit staat haaks op de eis van het netwerk dat leveringszekerheid eist voor de levering (zowel direct op uurbasis, als over een periode van 30 jaar). In de Quickscan studies is hier beperkt aandacht aan gegeven, omdat hier nog onvoldoende informatie over beschikbaar was. Bij vervolgstappen zal hier wel rekening mee moeten worden gehouden.

Aquathermie



Bij veel industriële processen, zoals in elektriciteitscentrales of afvalverwerkingsbedrijven, komt restwarmte vrij. Die warmte wordt nu vaak in koeltorens afgegeven, maar kan ook gebruikt worden om een warmtenet te voeden. De voordelen van het gebruik van restwarmte in een warmtenet zijn dat het relatief goedkoop is ten opzichte van andere bronnen en dat het gedurende het hele jaar voorziet in een midden tot hoge temperatuur. Er is dus minder energie nodig voor de na-verwarming en de opvang van de piekbelasting, en dat heeft een positief effect op de businesscase en de gebruikerskosten. Omdat er een midden tot hoge temperatuur wordt geleverd, kunnen ook woningen met een label slechter dan label C nog goed verwarmd worden. Verduurzaming van de woning, waarmee de warmtevraag verlaagd kan worden, wordt zo niet gestimuleerd. Een nadeel is dat de continuïteit van deze warmtebron op de langere termijn niet gegarandeerd is; deze is afhankelijk van particuliere beslissingen over de bedrijfsvoering.



Restwarmte is een van de warmtebronnen die een uitgebreide bron analyse vragen. De onderzoeken die zijn gedaan hebben het karakter van een ‘Quickscan’. Voor een volledige beoordeling zal per bedrijf het productiesysteem uitgebreid onderzocht moeten worden. Uit onze ervaring blijkt dat nu voornamelijk ‘zichtbare’ restwarmtestromen in beeld zijn (waterstromen/uitlaatgassen). Landelijk beschikbare data, zoals die ook gebruikt worden in de TVW’s, is vaak niet accuraat. Met een uitgebreidere analyse kan in kaart worden gebracht of de restwarmte naar verwachting op termijn beschikbaar blijft of dat deze in de interne bedrijfsprocessen benut of bespaard kan worden.





Complexiteit van de productieprocessen, draaiuren en de gevolgen van de uitkoppeling van restwarmte maakt dat restwarmte een gecompliceerde warmtebron kan zijn. Zo draaien veel fabrieken alleen overdag, terwijl de warmte juist ‘s ochtends en ‘s avonds nodig is. Alle implicaties van het uitkoppelen van de warmte dienen in een verdere analyse meegenomen te worden.

Oppervlaktewater en afvalwater zijn twee warmtebronnen die steeds vaker worden gebruikt voor warmtenetten. Deze bronnen, en dan met name het oppervlaktewater (rivieren, meren) zijn in Nederland altijd en veelvuldig aanwezig waardoor de continuïteit voor de lange termijn is gegarandeerd. De temperatuur daarentegen is vaak te laag om gebouwen te verwarmen. In een systeem met aquathermie zijn (individuele of collectieve) warmtepompen nodig om tot een midden- of hoge temperatuur te komen. Dat vraagt om extra energie en investeringen in de infrastructuur en maakt het een duur systeem. De businesscases van de meeste scenario’s komen dan ook (zeer) negatief uit. Alleen onder bijzonder gunstige omstandigheden, zoals een hoge watertemperatuur (bijvoorbeeld door lozing van bedrijven in de omgeving) of de aanwezigheid van een grote partij die ook koude nodig heeft (bijvoorbeeld een ziekenhuis of een nieuwbouwcomplex waar koude levering meegenomen wordt), kan de business case kostenneutraal uitkomen. Om de kosten te drukken kan voor de piekbelasting ook gebruik worden gemaakt van relatief goedkope bronnen, zoals aardgas. Of aardgas over enkele jaren nog steeds een goedkoop alternatief is staat niet vast, gezien de discussies over een ‘eerlijke prijs’ en/of CO2-tax.

TEO (thermische energie oppervlaktewater) Gebieden (bronnen): Bredevoort (Boven Slinge), Beneden-Leeuwen (Waal), Enspijk (Linge), Harderwijk, Etten + Gaanderen (Oude IJssel), Vaassen Oosterhof (Apeldoorns Kanaal), Voorst (IJssel), Rhenen (Nederrijn), Elst (Eisenhowerplas) Potentie bronnen: beperkt tot zeer groot TEO-systemen leveren, vanwege de watertemperatuur, een lage temperatuur voor de verwarming van gebouwen en kent gedurende het jaar temperatuurswisselingen. In de praktijk zijn er vaak randvoorwaarden voor het onttrekken van warmte uit de wateren, waardoor de bron (met name in de koudere periode) niet optimaal benut kan

5 worden. Daarom wordt TEO vaak gecombineerd met een Warmte-Koude Opslag (WKO) of een warmtebuffer. Andersom zou TEO kunnen worden gebruikt als regeneratiebron voor een WKO om aan de wettelijke energiebalans van de WKO te voldoen. Een WKO is niet altijd mogelijk in de ondergrond, en is op dit moment een vrij kostbaar systeem. De investering in het systeem (warmtepomp) is vrij fors. Ook de (elektriciteit)kosten voor het ‘opwerken’ van de warmtebron tot bruikbare temperaturen zijn aanzienlijk. De subsidie die hiervoor kan worden aangevraagd, compenseert onvoldoende. In de meeste situaties is dit systeem daarom technisch wel haalbaar, maar financieel niet rendabel/kansrijk. In alle gevallen zal er met de beheerder van het water verder moeten worden overlegd over de implicaties van een TEO systeem op het plaatselijke waterlichaam. TEA (thermische energie afvalwater) Gebieden (bronnen): Ede Veldhuizen (RWZI), Etten + Gaanderen + Terborg (RWZI), Hattem Netelhorst (RWZI), Heerde (RWZI), Winterswijk (RWZI) Potentie bronnen: onvoldoende tot voldoende Bij TEA-systemen is meestal geen WKO nodig, aangezien het afvalwater een (relatief) continue temperatuur kent. De investeringskosten voor dit systeem zijn vergelijkbaar met TEO-systemen. Ook de subsidie opbrengsten zijn redelijk vergelijkbaar.

Soms ligt de afvalwaterzuivering wel verder van de gebouwde omgeving, waardoor extra leidingkosten nodig zijn. In veel gevallen is de temperatuur van de bron (effluent water) hoger dan bij oppervlaktewater. De (elektriciteit)kosten voor het ‘opwerken’ van deze warmte tot bruikbare temperaturen zijn daarmee vaak iets lager. Ondanks de iets gunstigere omstandigheden is dit systeem nog steeds niet altijd financieel kansrijk/rendabel.

3.3

Geothermie

Gebieden (bronnen): Putten Centrum (ondiepe geothermie), Geldermalsen (diepe geothermie) Potentie bronnen: onzeker tot beperkt Geothermie, ook vaak ‘aardwarmte’ genoemd, maakt gebruik van warmte uit de grond. Bij warmtewinning van het maaiveld tot 500 meter diepte spreken we over bodemenergie. Geothermie is de benutting van warmte uit de ondergrond vanaf 500 meter en dieper. Om het warme water te kunnen winnen, moeten er twee putten worden geboord: een productieput en een injectieput. Het boren van een put is

kostbaar (enkele boring kost al gauw 2 tot 5 miljoen euro). Minder diep boren kan in sommige gevallen (ondiepe geothermie), maar levert ook minder warmte. Gezien de hoge kosten is er ook een aanzienlijke warmteafzet nodig om de investering terug te verdienen. Dit maakt dat je moeilijk stapsgewijs een warmtenet kan laten groeien. Het is vaak een grote, kostbare operatie. Naast de schaal van deze projecten speelt ook de ondergrond een belangrijke rol. Door middel van metingen (seismiek) aan het aardoppervlakte krijgen we een beeld van de ondergrond. De kenmerken en mogelijkheden van de put worden pas bekend na een proefboring. Op dit moment heeft een geothermie project alleen kans van slagen als er ook een aanzienlijke zekerheid is over de warmteopbrengst (bodem) en warmte-afname. Als een van deze twee onzeker lijkt dan zijn de risico’s en benodigde risicopremies voor geothermie te hoog. Voor een enkele (kleine) gemeente is het verder onderzoeken van geothermie vaak kostbaar. Wel is het aan te raden om de landelijke studies en proefprojecten in de gaten te houden. Hiermee kan voor een lokale situatie mogelijk ook meer zekerheid ontstaan.

3.4

Zonthermie

Gebieden (bronnen): Buren (Lingemeer) Potentie bronnen: afhankelijk van systeem en panelen (niet van locatie) Technisch is het mogelijk om een zonthermisch gevoed collectief warmtesysteem te ontwikkelen. Omdat het systeem zijn eigen warmtebron is, kan het op veel locaties worden toegepast. Zonthermie heeft als groot nadeel de afhankelijkheid van de seizoenen, waardoor een mismatch ontstaat tussen vraag (met name in de koudere perioden) en aanbod (met name in de warmere perioden). Om die onbalans in warmteproductie en warmtevraag op te vangen moet een seizoenbuffer in het systeem worden opgenomen. Er is echter nog maar weinig ervaring opgedaan met deze warmtebron, dus de mogelijkheden en knelpunten, ook in wet- en regelgeving, zijn nog lang niet volledig in beeld.

6

3.5

Biomassa en groen gas

Gebieden (bronnen): Bredevoort (biogas), Putten Centrum (biovergisting Dekker), Zutphen Noordveen (GMB, Friesland Campina) Potentie bronnen: onvoldoende tot beperkt Biomassa is een belangrijke bron om energie op te wekken voor groene stroom of duurzame warmte. Biomassa-energie komt uit planten(resten) en dieren(resten), zoals (snoei)hout, gft-afval en mest en wordt vaak vergist (biogas) of verbrand in een centrale. In het onderzoek zijn vier scenario’s meegenomen die gebruik maken van biogas als warmtebron, naast industriële restwarmte. Daarvoor gelden dezelfde voor- en nadelen zoals hiervoor beschreven onder ‘3.1 Restwarmte’: De restwarmte kent een hoge temperatuur en is goed toepasbaar. De CO2-reductie is hoog, aangezien er geen aardgas meer nodig is. De continuïteit is sterk afhankelijk van de bedrijfsvoering en daarmee niet gegarandeerd. Het lokaal produceren van biogas met een monovergister, om in te zetten als lokale warmtebron (los van het gasnet), kent veel uitdagingen en is daarom in de meeste gevallen niet mogelijk: Er is een flinke investering nodig, er is heel veel organisch materiaal nodig, en er is een mismatch tussen vraag (vooral in de winter) en aanbod (continue de capaciteit van de vergister). De mismatch tussen vraag en aanbod kan moeilijk met opslag opgelost worden, omdat dit veel ruimte inneemt en veiligheidsrisico’s met zich meebrengt.

3.6

Individuele oplossingen (o.a. ‘all-electric’)

Gebieden (bronnen): Potentie bronnen:

Harderwijk, Beneden-Leeuwen (inclusief verdiepende studie), Voorst (Twello) niet onderzocht

In drie gebieden zijn de onderzochte scenario’s langs een ‘all-electric’ scenario gelegd, als referentiesituatie, en in één scenario is een hybride individuele oplossing onderzocht. Deze scenario’s gaan uit van individuele oplossingen en zijn dus niet goed vergelijkbaar met de onderzochte collectieve warmtevoorzieningen. Het belangrijkste verschil zit in wie investeert en op welk moment de investering plaatsvindt. In het all-electric scenario is de gebouweigenaar verantwoordelijk voor de investering en bepaalt hij zelf hoeveel en wanneer hij investeert. In de collectieve voorziening wordt de investering gedaan door een marktpartij en/of de overheid, en betalen burgers jaarlijks voor het gebruik van de voorziening. Om all-electric toe te kunnen passen, zonder grote investeringen te hoeven plegen in het elektriciteitsnet, moet de energievraag flink teruggebracht worden. Gebouwen zouden ten minste naar

label B moeten verduurzamen. Voor oudere gebouwen leidt dit tot een grote verduurzamingsopgave waarvoor veel investeringsvermogen is vereist. Voor een volledig beeld van de kosten en baten zal de isolatie opgave per gebouw nauwkeuriger in kaart gebracht moeten worden.

3.7

WKO

Een ondergrondse warmtekoudeopslag (WKO) kan 250-300 woningen voorzien van warmte en koude. Voor de betaalbaarheid is het belangrijk dat dit aantal woningen, of een aantal gebouwen met een hele grote warmte- en koudevraag zoals een ziekenhuis en kantoren, op een WKO wordt aangesloten. Omdat koude en warmte wordt opgeslagen, gaat er zo weinig mogelijk duurzame energie verloren en is er altijd duurzame energie beschikbaar. Een WKO is geen warmtebron. Er moet wel voldoende warmte en koude aanwezig zijn om op te kunnen slaan. En de ondergrond moet hiervoor geschikt zijn of kunnen worden gemaakt. Als er geen WKO kan worden gerealiseerd, dan is een (grotere) warmtepomp of groen gasvoorziening (of een andere vorm van opslag) nodig voor de verwarming van gebouwen. In veel gebieden zijn scenario’s met en zonder WKO onderzocht om de verschillen daartussen in beeld te brengen. In twee studies is ook een andere vorm van opslag meegenomen, zogenaamde hoge temperatuur opslag in de bodem (HTES) en opslag in een groot waterbassin (PTES).

7

4 Acht mythes die in deze studies niet waar bleken 1. Een korte afstand tot de warmtebron is noodzakelijk Een korte afstand tussen bron en afnemer helpt wel, maar is niet noodzakelijk voor een kansrijke businesscase. Zie voorbeeld de studies van Zevenaar/Didam en deels ook Winterswijk. In deze studies zijn andere succesfactoren doorslaggevend voor een rendabele businesscase (met name lage kosten voor de warmtebron). 2. Het is verstandig om minimaal drie verschillende bronnen aan te sluiten op een warmtenet, om een continue levering van warmte te kunnen garanderen Het is vrijwel altijd nodig om twee warmtebronnen voorhanden te hebben. Daarbij kan onderscheid worden gemaakt tussen een basislast die het grootste gedeelte van het jaar warmte levert, en een pieklast (en back-up) bron die alleen in de koudste maanden of in geval van nood moet worden ingezet. Als een geschikte bron al voldoende potentie heeft om in de jaarlijkse basislast te voorzien dan is het aansluiten van een tweede basislast niet nodig. Dit maakt het systeem alleen maar complexer en er zullen ingewikkelde, contractuele, afspraken gemaakt moeten worden over welke bron wanneer warmte levert. Een extra warmtebron (‘fall-back’) achter de hand hebben is verstandig, mocht de eerste warmtebron (permanent) uitvallen (bijv. bij faillissement). 3.

Een warmtenet kan alleen uit als gebouwen heel dicht op elkaar staan Deze stelling is grotendeels waar, maar het is nog belangrijker om te kijken naar de warmtedichtheid. De warmtedichtheid is de warmtevraag per oppervlakteeenheid. Een hogere warmtedichtheid is gunstig voor een warmtenet. Als grote gebouwen met een heel grote warmtevraag wat verder van elkaar staan, is een aansluiting vaak alsnog rendabel. Hierbij moet gekeken worden naar de kosten van extra meters warmtenet versus extra opbrengsten van extra gebouwen. 4. Als er glastuinbouw in de gemeente zit, kan geothermie worden toegepast Geothermie kent de nodige onzekerheden, vooral over de geschiktheid van de ondergrond. Dit geldt ook voor de toepassing bij glastuinbouw. Op dit moment heeft een geothermie project alleen kans van slagen als er ook een aanzienlijke zekerheid is over de warmteopbrengst (bodem) en warmte-afname. Het helpt hierbij niet mee dat voor tuinders de huidige kosten voor het gebruik van aardgas bijzonder laag zijn (laagste tarief). En als de temperatuur in kassen niet al te hoog hoeft te zijn, en de tuinder(s) niet bijzonder groot van omvang is/zijn, is de warmtevraag niet groot genoeg. Wel kunnen tuinders die continue hoge temperaturen nodig hebben een goede partij zijn voor de stabiele afname van warmte gedurende het jaar.

5. Met koppelkansen kan je veel kosten besparen Het kan voordelig zijn om een warmtenet samen met andere werkzaamheden in de wijk te realiseren. Vanuit de toegepaste gevoeligheidsanalyse blijkt echter niet dat dit in veel gevallen de businesscase kraakt of maakt. In de studies zijn indirecte meekoppelkansen, zoals bijvoorbeeld positieve impact op biodiversiteit, niet meegewogen. 6. Lage temperatuur verwarming bespaard de consument kosten Het lijkt logisch om goed geïsoleerde woningen te verwarmen met een lagere temperatuurnet (40 graden). Hiervoor is vaak een lage-temperatuur afgifte set (nieuwe radiatoren) en een boosterwarmtepomp (voor het tapwater) nodig in de woning. De boosterwarmtepomp blijkt zich over de exploitatie tijd van het warmtenet vaak niet terug te verdienen. Ook de voordelen van een bronnet worden tenietgedaan door de hogere energiebelasting die een consument moet betalen voor elektrische opwaardering van de warmte (ten opzichte van het lagere belastingtarief dat vaak geldt voor een centrale warmtepomp). Dit komt door de relatief hoge elektriciteitsbelasting die de consument betaalt. 7. Er is veel potentie voor aquathermie Veel partijen vallen terug op de landelijke Potentiekaart. Deze kaart laat voornamelijk de technische potentie zien. Bij verdere verdieping blijkt deze potentie soms tegen te vallen.

Vooral kleinere wateren of stilstaand water heeft beperkte potentie. Als daarnaast ook andere factoren worden meegenomen, zoals de economische potentie (warmte afname) blijkt dat deze techniek lang niet overal rendabel/zinvol is. 8. WKO’s zijn een slimme benutting van de ondergrond Aanvullende strategische voorraden (ASV’s) zijn gebieden in Nederland die door de provincie worden aangewezen als mogelijke plek voor een drinkwatervoorziening. Dit gaat om voorraden van grond- en oppervlaktewater die ingezet kunnen worden voor de drinkwaterproductie. De toenemende druk op onze drinkwatervoorziening staat op gespannen voet met andere benutting van de ondergrond. Bij een warmte-koudeopslagsysteem wordt bijvoorbeeld grondwater verplaatst. Als de bodem of grondwater verontreinigen bevat, kan een WKO-systeem een katalysator worden van vervuild water. Dit moet integraal worden afgewogen.

8

5

De invloed van beleid

Op dit moment zijn veel van de onderzochte systemen financieel onhaalbaar of uitdagend. Landelijk beleid kan dit beeld echter snel veranderen. Met een hogere gasprijs (niet meer dan anders principe, ACM-warmteprijs gaat omhoog) en/of nieuw stimuleringsbeleid kunnen sommige businesscases rendabel worden. Mogelijkheden die de businesscase positief kunnen beïnvloeden: 1. De kosten van kapitaal. Door een lening tegen gunstige voorwaarden of door samenwerking met een partij die met lagere rendementen een net wil realiseren, kunnen de kosten omlaag worden gebracht. 2. Het is van belang een hoog volloop-percentage te bereiken. De hogere warmtevraag levert meer inkomsten op voor de exploitant. Dit staat echter op gespannen voet met energie besparen door te isoleren. Hoe verleid je woningeigenaren tot een eerste eigen investering naar label C? En hoe verleid je woningeigenaren die financieel in staat zijn om in hun eigen woning van een individuele oplossing te voorzien om mee te doen met de collectieve voorziening? 3. Kosten kunnen worden verplaatst van variabele kosten naar de vaste kosten. Dit kan bijvoorbeeld door een aansluitbijdrage te vragen. Hieraan worden door de autoriteit consument en markt (ACM) ook eisen gesteld. 4. Optimalisatie van het net kan leiden tot betere businesscases.

Dat betekent wel dat meer inwoners ‘buiten de boot’ gaan vallen; zij hebben geen keuze meer om aan te sluiten op een warmtenet, omdat de kosten voor hun aansluiting te hoog liggen. De overheid kan de onrendabele top subsidiëren of de business case gunstiger maken. Dit zijn lastige afwegingen voor een gemeente. Met de betrokken partijen moet worden overwogen of de beïnvloeding van een combinatie van deze parameters mogelijk en kansrijk wordt geacht. Ook moet er op landelijk niveau nog bepaald worden wat we verstaan onder maatschappelijk aanvaardbare lasten, hoe we die lasten verdelen (onder overheid, markt en burgers), en in hoeverre kunnen burgers zelf aan de knoppen kunnen draaien om de (toekomstige) lasten te beperken.

6

Verder lezen?

De Quickscans geven een beknopte omschrijving van de gebruikte technieken. In onderstaand tabel staat aangegeven waar meer informatie te vinden is over de warmtebronnen en technieken. Onderwerp

Bronnen

Algemene ontwikkeling en in de Expertise Centrum Warmte: www.expertisecentrumwarmte.nl/ warmtetransitie en in beleid

Aquathermie

Netwerk Aquathermie: www.aquathermie.nl STOWA: https://www.stowa.nl/onderwerpen/circulaire-economie/producerenvan-energie-om-aquathermie/thermische-energie-uit Platform geothermie: www.geothermie.nl/

Geothermie

Warm studie: https://www.ebn.nl/energietransitie/new-energy/aardwarmte/warm/ Routekaart groen gas:

Biomassa & groengas

https://www.rijksoverheid.nl/documenten/kamerstukken/2020/03/30/ kamerbrief-routekaart-groen-gas

Bijlage 1:

Opgenomen studies

1

Vaassen

2

Voorst (Twello)

3

Rhenen

4

Ermelo

5

Winterswijk

6

Nijkerk

7

Putten

8

Bredevoort

9

Elst

10

Zutphen

11

Beneden Leeuwen

12

Geldermalsen

13

Zevenaar/Didam

14

Ede

15

Enspijk

16

Buren

17

Hattem

18

Heerde

ffffff

Vaassen Quickscan naar de haalbaarheid van thermische energie uit oppervlakte water in Vaassen

Inhoudsopgave 1

Introductie

2 Bijlage 1: voorwaarden en aannames waaronder deze studie is uitgevoerd

2

1.1

Doel van deze Quickscan

2 Bijlage 2: Gevoeligheid

2

1.2

Betrokken partijen

2 Bijlage 3: Tabellen met gebruikte getallen

3

1.3

Samenvatting/conclusie

2

2

Scope en warmtevraag van het beoogde gebied

3

2.1

Afbakening van het gebied

3

2.2

Kenmerken van het gebied

3

2.3

Huidige warmtevraag

4

2.4

De toekomstige warmtevraag

5

3

Schets van het warmte systeem

5

3.1

Een introductie op Aquathermie

5

3.2

Eerste inzicht in de haalbaarheid van aquathermie

5

3.3

Potentie van de bron

6

3.4

Warmte- koude opslag (WKO)

7

3.5

Bronpotentie - Pieklast

7

3.6

Totale bronvermogen

8

3.7

Ruimtelijke schets

8

4

Business case

10

4.1

Duurzaamheid (CO2- reductie)

10

4.2

Financiële analyse – toelichting kosten & opbrengsten

11

4.3

Organisatie van het collectieve-systeem

13

5

Conclusie, aandachtspunten en vervolgstappen

13

5.1

Conclusie

13

5.2

Aandachtspunten

14

5.3

Vervolgstappen

15

Disclaimer: Aan deze Quickscan kunnen geen rechten worden ontleend. Royal HaskoningDHV aanvaardt geen aansprakelijkheid als gevolg van beslissingen of schade als gevolg van eventuele onjuistheden of verkeerde interpretatie van dit rapport. Dit rapport geeft een eerste indruk en is louter bedoeld om de discussie aan te scherpen. De gebruikte berekeningen zijn een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Dit kan resulteren in foutieve interpretatie van de resultaten. In bijlage 1 staan voorstellen om de nauwkeurigheid van de Quickscan verder te detailleren richting een ‘bankable buisinessmodel’. Datum: 24-11-2020 Opgesteld door: Margit Heine

2

1

Introductie

Om de hoofdvraag te beantwoorden geven we voor alle scenario’s (kern Vaassen en buurt Oosterhof) antwoord op de volgende deelvragen: Samen met bewoners, bedrijven en gemeenten staat de provincie Gelderland voor de 1. Wat is de warmtevraag van het beoogde gebied? uitdaging om de gebouwde omgeving te verduurzamen en uiteindelijk alle gebouwen los 2. Kan het beoogde systeem in de warmtebehoefte voorzien? te koppelen van het aardgas. Hiervoor zijn duurzame warmtebronnen, technologieën en 3. Is dit systeem duurzaam? initiatieven nodig, die bovendien financieel aantrekkelijk zijn en op breed draagvlak 4. Wat zijn globaal de investeringskosten? kunnen rekenen. Royal HaskoningDHV is door de provincie gevraagd om in het 5. Is het systeem rendabel (terugverdientijd <30 jaar)? versnellen van de regionale energietransitie te ondersteunen. Dat doen wij door lokale stakeholders inzicht te geven in de haalbaarheid van duurzame warmtebronnen. 1.2 Betrokken partijen Als onderdeel van dit versnellingstraject voert Royal HaskoningDHV twintig Quickscans De opdrachtgever en betrokken partijen voor deze studie zijn:  Gemeente Epe (eerste aanspreekpunt) uit naar de haalbaarheid van duurzame warmtebronnen binnen de provincie Gelderland.  Provincie Gelderland (opdrachtgever) Een van de Quickscans richt zich op de haalbaarheid van een collectieve warmteoplossing in Vaassen (gemeente Epe).

Deze Quickscan geeft betrokken partijen inzicht in de inpassing van een collectieve warmteoplossing in deze wijk en een doorkijk Er zijn nog geen andere partijen betrokken bij dit onderzoek. Indien uit het onderzoek blijkt dat een verdere verkenning zinvol is, is het wel verstandig om andere partijen hierbij naar de te nemen vervolgstappen. te betrekken, zoals:  Beheerder Apeldoorns kanaal (Waterschap Vallei en Veluwe) Er zijn vier scenario’s onderzocht: 1. Oosterhof (zonder WKO (warmte-koude opslag)): Collectief aquathermie Woningcorporatie/ vastgoed eigenaren systeem voor de buurt Oosterhof, met als warmtebron thermische energie uit  Netbeheerder (Alliander) oppervlaktewater (TEO), met een gasketel voor de pieklast. Samenvatting/conclusie 2. Kern Vaassen (zonder WKO): Collectief aquathermie-systeem voor de kern 1.3 van Vaassen, met als warmtebron thermische energie uit oppervlaktewater De in de introductie gestelde hoofdvraag kan negatief worden beantwoord: het (TEO), met een gasketel voor de pieklast. collectieve warmtesysteem zoals dat onderzocht is voor Vaassen is erg ambitieus en 3. Oosterhof (met WKO): Collectief aquathermie-systeem voor de buurt daarom niet kansrijk om nader te onderzoeken: Oosterhof, met als warmtebron thermische energie uit oppervlaktewater (TEO),  De warmtedichtheid is laag en de bron heeft beperkte capaciteit.

Dit zorgt voor in combinatie met een WKO en een gasketel voor de pieklast. zowel technische als financiële risico’s. Het warmtenet per aan te sluiten huis is 4. Kern Vaassen (met WKO): Collectief aquathermie-systeem voor de kern van lang waardoor de kosten per woning relatief hoog worden ingeschat. Vaassen, met als warmtebron thermische energie uit oppervlaktewater (TEO),  De scenario’s met WKO zijn financieel nog minder gunstig, maar voldoen wel in combinatie met een WKO en een gasketel voor de pieklast. aan de duurzaamheidsvereisten.  Aangezien geen van de voorgestelde scenario’s nadrukkelijk beter scoort dan 1.1 Doel van deze Quickscan een ander scenario, zal er vooral een afweging moeten worden gemaakt op Het doel van deze Quickscan wordt sluitend samengevat in onderstaande hoofdvraag: basis van ‘kansen en risico’s’. Het afwegen van de kansen en risico’s is grotendeels een politieke kwestie. “Is het realiseren van een collectief warmtesysteem met aquathermie in Vaassen kansrijk en is verder onderzoek zinvol?”

3

2

Scope en warmtevraag van het beoogde gebied

Gebied 2: Oosterhof

Dit hoofdstuk omschrijft het gebied waarvoor de Quickscan is uitgevoerd en de bijbehorende warmtevraag. Hiermee geven we antwoord op de eerste deelvraag en ontstaat een goed beeld van de warmte die het systeem in deze businesscase moet kunnen leveren (deelvraag 2). 2.1

Afbakening van het gebied

In overleg met de gemeente is ervoor gekozen twee gebieden te verkennen: 1) de algehele kern van Vaassen en; 2) de wijk Oosterhof in het oosten van Vaassen.

Gebied 1: kern Vaassen

Figuur 2. Geografische afbakening Oosterhof

2.2

Kenmerken van het gebied

Tabel 1 en Tabel 2 geven een overzicht van de voor deze Quickscan relevante kenmerken en huidige status van de kern van Vaassen en de buurt Oosterhof. De warmtevraag waarop de berekeningen gebaseerd zijn, zal vervolgens worden toegelicht. Tabel 1: Kenmerken van Kern Vaassen

Figuur 1. Geografische afbakening kern Vaassen

Wat?

Hoeveelheid

Aantal woningen

3.394

Aantal gebouwen

3.718

Meest voorkomende woningtype

2-onder-1-kap en rijtjeswoning

Zwaartepunt bouwjaar

1965-1974

4 Tabel 2: Kenmerken van Oosterhof Wat?

Hoeveelheid

Aantal woningen

674

Aantal gebouwen

683

Meest voorkomende woningtype

2-onder-1-kap en rijtjeswoning

Zwaartepunt bouwjaar

1983-1992

We hebben ervoor gekozen om niet alle gebouwen binnen de gemeentegrenzen mee te nemen; er heeft nog een optimalisatie plaatsgevonden. In de berekeningen van deze studie gaan we ervan uit dat niet alle huizen worden aangesloten op het warmtenet, maar alleen de dichtbebouwde kern (zie Figuur 1). Hoeveel gebouwen er zijn meegenomen is weergegeven in hoofdstuk 5.2 ‘schets van het warmtesysteem’. Aan de hand van de gedefinieerde scope is de warmtevraag in kaart gebracht.

Energielabels kern Vaassen A B C D E F G Geen label 0%

2.3

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

Huidige warmtevraag

De warmtevraag is berekend met het Smart Energy Transition Platform (SETuP), het dataportaal van Royal HaskoningDHV. In het geval van deze studie zijn er geen verrijkingen voor de gebieden aangegeven door de gemeentes (zoals verwachte bouwen sloop in het gebied). Figuur 3Error! Reference source not found. en Figuur 4 geven een beeld van de energielabels in de gebieden. Onderstaande tabel geeft een indicatie van de huidige warmtevraag. Deze warmtevraag is gemodelleerd en ter controle vergeleken met het gasverbruik van 2018. Uit de vergelijking blijkt dat de model-data niet te controleren is met CBS gegevens. De controle kon niet uitgevoerd worden omdat CBS-data over werkelijk energiegebruik in de wijk ontbreken. Er zijn geen redenen om aan te nemen dat de gemodelleerde warmtevraag niet overeenkomt met de daadwerkelijke warmtevraag. Er is daarom gerekend met de gemodelleerde warmtevraag.

Figuur 3 Overzicht energielabels kern Vaassen

Energielabels Oosterhof A B C D E F G

Tabel 3 Berekende huidige warmtevraag Gebied 1: kern Vaassen

Gebied 2: Oosterhof

199.000 GJ/Jaar

31.000 GJ/Jaar

Geen label 0%

10%

20%

Figuur 4 Overzicht energielabels in Oosterhof

30%

40%

50%

60%

5 2.4

3

De toekomstige warmtevraag

Gezien de huidige woningstaat van de wijk Oosterhof, zullen de meeste huizen in deze buurt in de toekomst comfortabel warm kunnen worden met middentemperatuurwarmte (50-70°C). De verwachte toekomstige warmtevraag is daarmee gelijk aan de huidige warmtevraag van 31.000 GJ/jaar. Voor de kern van Vaasen gaan we ervan uit dat in de komende jaren in een deel van de woningen extra isolatie wordt aangebracht, met name in de slecht geïsoleerde woningen, waardoor de temperatuur van het warmtenet (bij levering aan huis) hier ook 70 graden kan zijn. Het is verstandig om de woningen aan te passen tot (minimaal) energielabel C. De kosten voor deze isolerende maatregelen zijn niet meegenomen in de business case.

Schets van het warmte systeem

In dit hoofdstuk geven we antwoord op de vraag of het beoogde systeem op basis van aquathermie in de warmtebehoefte van het gebied kan voorzien (deelvraag 2). Er is gekeken naar de benodigde randvoorwaarden voor de techniek en de kenmerken van de beschikbare warmtebron (oppervlaktewater). Op basis van deze inzichten is een eerste ruimtelijke ‘schets’ van de engineering opgemaakt. Deze schets is in hoofdstuk 4 gebruikt voor het opstellen van de business case. 3.1

Een introductie op Aquathermie

Aquathermie is een techniek voor het verwarmen en koelen van gebouwen waarbij gebruik wordt gemaakt van warmte en koude uit oppervlaktewater (TEO), afvalwater (TEA) of drinkwater (TED). Vaak wordt deze technologie toegepast in combinatie met Met deze aanpassingen daalt ook de totale warmtevraag. Voor de toekomstige een warmte-koude opslagsysteem (WKO) om de warmte uit de zomer te benutten in de warmtevraag is uitgegaan van een gemiddelde besparing van 10% voor alle woningen. winter en een elektrische warmtepomp, om de warmte nog verder op te waarderen tot Deze besparing is voorzichtig ingeschat, aangezien: bruikbare niveaus. Dat kan centraal met een collectieve warmtepomp, of met een  Alleen in een deel van de woningen isolatiemaatregelen zullen worden warmtepomp per gebouw. De individuele technieken zoals een warmtewisselaar, toegepast; warmtenetwerk en warmtepompen zijn technologisch al ver doorontwikkeld. Van  In de praktijk blijkt dat zelfs na het toepassen van meerdere isolatiemaatregelen, grootschalige technologische innovatie is in dit geval dus geen sprake. De koppeling van de warmtevraag beperkt afneemt, onder andere door de invloed van (minder deze technieken in één systeem is daarentegen wel vernieuwend. zuinig) gedrag.

Zo kan worden aangenomen dat voor tussenwoningen, een aanpassing van energielabel G naar label B of van energielabel E naar label A, 3.2 Eerste inzicht in de haalbaarheid van aquathermie een besparing van ongeveer 15% oplevert (voor meer informatie, zie De richtlijnen van het STOWA geven een eerste inzicht in de haalbaarheid van Energieverbruik van particuliere huishoudens - CBS, 2018). Aquathermie. Hiervoor zijn vier belangrijke factoren geanalyseerd, zoals weergegeven in Tabel 5. In bijlage 2 is weergegeven wat de veranderingen voor de business case zullen zijn als Tabel 5 Eerste inzicht in de haalbaarheid van aquathermie er meer energie bespaard wordt. Richtlijn Tabel 4 Verwachte toekomstige warmtevraag Gebied 1: kern Vaassen 179.000 GJ/Jaar

Gebied 2: Oosterhof 31.000 GJ/Jaar

Daarnaast wordt er in alle scenario’s gerekend met een volloop percentage van 80% (20% van de woningen ‘doet niet mee’). Woningen met een heel hoge isolatiegraad zullen eerder geneigd zijn een eigen alternatief te kiezen.

Gebied 1: kern Vaassen

Gebied 2: Oosterhof

De energievraag en het aanbod is minimaal 1.000 GJ (ca. 30 woningen) Gebied geschikt voor LT-/MT-warmtenet

- na-isolatie nodig

Afnemer nabij thermische bron (binnen ca. 1 km)

- ca. 1 km

-ca. 800 meter

Ondergrond geschikt voor WKO

- onbekend. - groot vermogen nodig

-onbekend

6 Op basis van de richtlijnen uit Tabel 5 lijken beide gebieden op hoofdlijnen (technisch gezien) niet erg geschikt voor het toepassen van aquathermie. Dit geldt met name voor gebied 1, omdat niet alle woningen op dit moment geschikt zijn voor een MT-net. Er zal moeten worden geïnvesteerd in na-isolatie.

Kenmerken van de bron Het Apeldoorns Kanaal is een voormalig scheepvaartkanaal en loopt parallel aan de IJssel. Het kanaal loopt van de IJssel bij Dieren naar de IJssel bij Hattem, en is in Apeldoorn door middel van dammen met duikers afgesloten. De potentie van deze bron kan worden geschat aan de hand van het debiet (stroming) en/of oppervlakte van het Daarnaast zal er voor het voorzien van warmte aan de kern van Vaassen een groot waterlichaam en de temperatuur van het water. Voor een schatting van de gemiddelde aantal/vermogen WKO’s nodig zijn. De installatie van deze WKO’s vraagt een grote stroomsnelheid is een eenmalige meting gedaan en is rekening gehouden met de ruimte in de ondergrond waarbij coördinatie noodzakelijk is. functie/het gebruik van het kanaal (o.a. afvoeren regenwater). Deze aanname is momenteel erg onzeker. Voor een vervolgonderzoek wordt aangeraden om Tijdens de kick-off heeft de gemeente aangegeven dat er geen andere lokale bezwaren uitgebreidere metingen en/of aanvullend onderzoek te doen naar de stroomsnelheid. (lokaal beleid of wet- en regelgeving) op dit moment bekend zijn. Voor een inschatting van de temperatuur is gekeken naar de temperatuur trend van de IJssel en kleine wateren. 3.3 Potentie van de bron De gemeente heeft het Apeldoorns Kanaal ten oosten van Vaassen aangewezen als Temperatuur trend de IJssel bron.

Ook is de potentie van een WKO voor Vaassen nader bekeken. We hebben de Om de trends van de IJssel te achterhalen, kan worden gekeken naar het meetpunt van potentie van de gedefinieerde warmtebron geïdentificeerd op basis van een aantal de Rijn bij Lobith (Haven). De gemiddelde temperatuur van de Rijn is hier vrij hoog en stijgt jaarlijks, aangezien dit water veel als koelwater wordt gebruikt. De gemiddelde kenmerken. De kenmerkende eigenschappen van het Apeldoorns Kanaal staan in temperatuur van de Rijn bij Lobith ligt momenteel rond de 14 graden, zie grafiek 1 (Bron tabel 6. RWS). Vanuit dit punt stroomt het water via de IJssel naar het IJsselmeer. Onderweg daalt de temperatuur van het water met enkele graden. Het Apeldoorns kanaal staat in verbinding met de IJssel, te Dieren en te Hattem, maar is momenteel grotendeels afgesloten. We kunnen er dus vanuit gaan dat de gemiddelde temperatuur in het Apeldoorns kanaal lager is dan 14 graden. Temperatuur trend kleine wateren Over het algemeen stijgt ook temperatuur in kleinere wateren, maar veel minder dan in grotere wateren. Zo is momenteel de gemiddelde watertemperatuur van beken in Drenthe de afgelopen jaren gestegen van 11 naar 12 graden. Op basis van deze gegevens doen we de aanname dat de gemiddelde temperatuur in het Apeldoorns kanaal 12 graden is.

Tabel 6 Kenmerkende aannames van het Apeldoorns Kanaal Kenmerkende aannames van Apeldoorns kanaal

Figuur 5 Apeldoorns kanaal ter hoogte van Vaassen

Diepte

Gemiddeld 1,8

meter

Breedte watergang

14

meter

Stroomsnelheid

0,05

M/s

Temperatuur

Gemiddeld 12

Graden celcius

7 Tabel 7 Potentie schatting bron Factor

Potentie berekening

Beschikbaarheid warmte

4,5 MW (schatting ligt tussen 1-16 MW, afhankelijk van stroomsnelheid (en temperatuur) van het kanaal).

De potentie is voornamelijk afhankelijk van de (op dit moment onbekende) stroomsnelheid en de afstand tussen in- en uitlaat

Continuïteit

Het kanaal is circa 13% van de tijd onder de 3 graden

Door de geringe diepte is de beschikbaarheid in de winter beperkt.

Temperatuurniveau

Lagetemperatuur-warmte

Opwaardering noodzakelijk

3.4

Voldoende potentie?

Warmte- koude opslag (WKO)

Grafiek 1: Temperatuur van de Rijn bij Lobith als indicator van de temperatuur

Het kanaal heeft niet voldoende vermogen (warmte) om alle gebouwen binnen de scope het gehele jaar van warmte te voorzien. Het verschil tussen het aanbod in de zomer en De warmteonttrekking is op dit moment nog niet vastgelegd in wet- en regelgeving. Als de afname in de winter kan deels worden overbrugd door gebruik te maken van een vuistregel is aangehouden dat de temperatuur van het water maximaal 3 graden daalt. open WKO (of, in het geval de hele kern wordt aangesloten, meerdere WKO’s). Deze Hieover zullen in een later stadium afspraken moeten worden gemaakt. WKO zou in de buurt van het kanaal geplaatst kunnen worden, aangezien hier meer ruimte beschikbaar is, onder andere voor de bijbehorende installaties. Bij dit systeem Potentie-schatting wordt namelijk ook gebruik gemaakt van een warmtepomp. Aan de hand van de kenmerkende aannames (tabel 6) is een potentie schatting gemaakt. De ‘oogstbaarheid’ van deze warmte is erg afhankelijk van de stroomsnelheid In de zomer kan de warmtebuffer worden opgebouwd die in de winter wordt gebruikt. In en de positionering van in- en uitlaat systemen, zodat deze niet met elkaar gaan het voor- en najaar kan het systeem direct gebruik maken van de warmte uit het kanaal, interfereren. Voor deze studie is aangenomen dat de in- en uitlaat goed gedimensioneerd waardoor de WKO in deze periode geen extra warmte hoeft te leveren.

In de scenario’s kan worden en dat er geen technische bezwaren zijn. Daarnaast is er een aanname waarin alleen de wijk Oosterhof wordt voorzien van een warmtenet, kan de WKO voor gedaan over de stroomsnelheid. Als deze stroomsnelheid in de praktijk erg blijkt af te 50% in de warmte voorzien. Als de gehele kern wordt aangesloten, zal dit percentage wijken, heeft dit veel gevolgen voor de potentie van de bron. lager liggen (rond 30%). Op dit moment zijn er geen andere hinderende factoren zoals scheepvaart, maar mogelijk gaat dit in de toekomst wel spelen, als het kanaal weer open wordt gesteld.

3.5

Bronpotentie - Pieklast

Daarnaast zal er ook nog gebruik moeten worden gemaakt van een extra warmtebron, om in de extra benodigde warmtevraag te voorzien in (de meest koude periode van) de winter. Deze pieklast zou via een hoog elektriciteitsverbruik ook door de warmtepompen kunnen worden geleverd, maar dit is zeer kostbaar. Daarom is het aan te raden om in eerste instantie gebruik te maken van een gasketel voor deze pieklast. Op de lange termijn zou deze gasketel dan vervangen kunnen worden door een duurzamere warmtebron.

8 3.6

Totale bronvermogen

Om het totale benodigde vermogen in te schatten, moet rekening worden gehouden met de warmteverliezen van het warmtenet (gemiddeld 23%) en de spreiding/pieklast van de warmtevraag gedurende het jaar. De warmte van het Apeldoorns kanaal kan een groot gedeelte van het jaar worden gebruikt als de basislast. Echter juist in de winter, als de warmtevraag het grootst is, kan er geen warmte worden onttrokken uit het kanaal. Met een WKO kan dit aandeel groter worden omdat er daarmee ook in de winter warmte beschikbaar wordt. Aanvullend wordt er - in alle scenario’s - ook nog een gasketel gebruikt voor de koudste periode. Tabel 8 Verdeling van de verschillende warmtebronnen per scenario

3.7

Scenario

Aandeel Aandeel Aandeel aquathermie elektriciteit gasketel (incl. WKO) (warmtepomp) (pieklast)

1: Oosterhof (zonder WKO)

51%

19%

30%

2: kern Vaassen (zonder WKO)

35%

14%

51%

3: Oosterhof (met WKO)

70%

24%

6%

4: kern Vaassen (met WKO)

46%

16%

38%

Gebied 2: Oosterhof Voor Oosterhof zijn dezelfde systeemonderdelen van toepassing als voor de kern van Vaassen. Dit resulteert in:    

Een transportleiding van ca. 1000 meter Een distributienetwerk van ca. 7.875 meter lengte in totaal 3 verdeelstations Aansluitleidingen van ca. 5460 meter lengte in totaal (gemiddeld 8 meter per aangesloten gebouw).

De bijgevoegde figuren geven het systeem schematisch weer. Dit is een eerste schets op basis van het stratennetwerk. In theorie is het ook mogelijk om de buizen in de ondergrond van weilanden en achtertuinen te plaatsen, maar hier zijn wel afspraken met de grondeigenaar voor nodig. Mogelijk kunnen hier wel kosten mee worden bespaard.

Ruimtelijke schets

Gebied 1: kern Vaassen Het beoogde systeem bestaat uit 1) een aquathermische bron (het Apeldoorns Kanaal), 2) een WKO-systeem, 3) een elektrische warmtepomp, 4) een leidingnetwerk en 5) gasketel(s). Het leidingnetwerk bestaat uit een transportnetwerk, een distributienetwerk aansluitleidingen en verdeelstations. Bij verder onderzoek naar dit warmtenet zal een preciezere engineering en dimensionering van het net nodig zijn. Deze detaillering omvat onderzoek ter plaatse naar obstakels in de ondergrond en de meest logische route van het net. In deze studie is er een aanname gedaan over de lengte (en de kosten voor de aanleg van) een distributienetwerk en aansluitleidingen (tot aan de meterkast). In het beoogde gebied resulteert dit in:    

Een transportleiding van ca. 7000 meter Een distributienetwerk van ca. 41.411 meter lengte in totaal 20 verdeelstations Aansluitleidingen van ca. 29.700 meter lengte in totaal (gemiddeld 8 meter per aangesloten gebouw).

Figuur 6 Schets van systeem voor kern Vaasen

9

Figuur 9: Schets van een mogelijk distributienet voor de buurt Oosterhof

Figuur 7 Schets systeem Oosterhof

Figuur 8. Schets van een mogelijk distributienet voor de kern van Vaassen

10

4

Tabel 9 Toelichting op de CO2-reductie

Business case

De tot dusver opgedane inzichten tonen aan dat de toepassing van een systeem op basis van aquathermie vanuit technisch oogpunt uitdagend is, gezien de onzekerheden van de warmtebron, de grote afstanden die het warmtenet moet afleggen en - in het scenario waarbij de gehele kern van Vaassen wordt aangesloten - er nog een flinke isolatieopgave nodig is. In dit hoofdstuk wordt de business case van dit systeem verder uitgewerkt en geven we antwoord op de deelvragen 3 (duurzaamheid), 4 en 5 (financiële analyse). De gebruikte berekeningen zijn een vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid. Dit kan resulteren in foutieve interpretatie van de resultaten. In bijlage 1 staan de aannames, gebruikte rekenregels en voorstellen om de nauwkeurigheid van de Quickscan verder te detailleren. 4.1

Scenario

Toelichting CO2-reductie

1: Oosterhof (zonder WKO)

Naast de bron is externe energie nodig (elektriciteit voor de warmtepomp en aardgas voor de pieklast). De CO2-uitstoot als gevolg van het elektriciteitsgebruik van de warmtepomp hangt af van de stroombron. Deze berekening is nu gedaan op basis van de te verwachten elektriciteitsmix in 2030 (PBL). Daarnaast zal in de winter de gasketel nog moeten worden ingezet. De CO2reductie in dit scenario is iets lager dan scenario 3, waarbij de WKO in de winter ook nog warmte kan leveren.

2: Kern Vaassen (zonder WKO)

In dit scenario is het aandeel van de gasketel het grootst, gezien de grote warmtevraag in de winter en de beperkte capaciteit van het kanaal. De CO2reductie van het gehele systeem is daarmee erg beperkt. Mogelijk zijn er in de toekomst andere systemen om de gasketel te vervangen.

3: Oosterhof (met WKO)

Meest duurzame optie. Vanwege de WKO kan 96% van de energievraag ingevuld worden door het aquathermie systeem, en is maar een heel klein beetje aardgas nodig.

Duurzaamheid (CO2- reductie)

Figuur 10 geeft de CO2-reductie van de beoogde oplossingen ten opzichte van een gasgestookte-cv. Hieruit blijkt dat met name een collectieve oplossing in de wijk Oosterhof, waarbij grotendeels duurzame bronnen worden gebruikt, tot een significante CO2-emissie reductie kan leiden. Een WKO zorgt voor een extra CO2-reductie en maakt het systeem daarmee nog duurzamer.

CO2-reductie (o.b.v. 2030 elektra mix)

De CO2-uitstoot hangt daarom voornamelijk af van (de bron van) de elektriciteit die de warmtepomp gebruikt. Deze berekening is nu gedaan op basis van de te verwachten elektriciteitsmix in 2030 (PBL). 4: Kern Vaassen (met WKO)

100% 80%

Ook in dit scenario is het aandeel van de gasketel nog steeds vrij hoog, en de CO2-reductie daarmee beperkt. Dit scenario is wel duurzamer dan scenario 2.

Om gedurende het hele jaar voldoende warmte te genereren, is naast de bron en de WKO ook externe energie nodig. Dit kan in de vorm van een elektrische warmtepomp en/of een back-up (gas)ketel. Aquathermie werkt al met een warmtepomp. Een extra elektriciteitsvraag resulteert ook in een extra ‘opgave’ voor de opwek van duurzame elektriciteit en in een enkel geval ook voor een mogelijke verzwaring van het elektriciteitsnet.

60% 40% 20% 0% Oosterhof (zonder WKO)

Kern (zonder WKO)

Oosterhof (WKO)

Figuur 10 : geschatte CO2-reductie (o.b.v. 2030 elektra-mix (PBL))

kern (WKO)

Er zijn in de businesscase geen kosten voor de verzwaring van het elektriciteitsnet meegenomen. Op basis van deze eerste inzichten zou de lokale netbeheerder gevraagd kunnen worden wat er nodig is om te voldoen aan de extra elektra-vraag.

11 4.2

Financiële analyse – toelichting kosten & opbrengsten

(eventuele) isolatiekosten bij. Dit kan een grote investering zijn. De kosten voor isolatie zijn niet meegenomen in de berekeningen.

Een warmtenet wordt gekenmerkt door een fikse investering ‘aan de voorkant’, aangezien er eerst een infrastructuur moet worden aangelegd. Dit betekent een flinke Afschrijvingskosten van een installatie kunnen het nettoresultaat negatief beïnvloeden, kostenpost voordat er ook maar 1GJ aan warmte verkocht is, gevolgd door een zeker als het verdienpotentieel van het systeem beperkt is. Dit heeft geen invloed op de langjarige betrekkelijk stabiele kasstroom. Dit maakt het systeem verliesmakend in de kasstroom, maar wel op het financiële resultaat (de winstgevendheid). eerste jaren van exploitatie. Alle kosten zijn berekend voor een looptijd van 30 jaar. Financieringskosten spelen bij dit systeem ook een belangrijke rol. De financieringskosten kunnen lager uitpakken dan is aangenomen voor deze studie als de Toelichting op de kosten gemeente garant staat en daarmee het risico minimaliseert. De kosten voor dit systeem bestaan uit:  Kapitaalsinvestering  Afschrijvingskosten  Financieringskosten  Operationele kosten

De operationele kosten zijn meegenomen en bestaan met name uit beheer & onderhoudskosten (preventief en correctief onderhoud, monitoring, administratie, verzekeringen, communicatie) en de energiekosten (aardgas en elektriciteitskosten van het gebruik van de warmtepomp en reguliere pompen). Belangrijk bij de operationele kosten is dat ook de warmteverliezen van het net worden meegenomen, waardoor er per GJ geleverde warmte ook een aanzienlijk deel (ca. 23%) verloren gaat.

Voor de ontwikkelkosten wordt uitgegaan van 15% van de kapitaalsinvestering. De kapitaalsinvestering bestaat met name uit de investering in civiele werken, pompen, Toelichting op de opbrengsten warmtewisselaar(s) en warmtepompen. Hierin kan de tweedeling gemaakt worden voor kosten voor de bron (WKO, warmtepompen) en investeringen in het warmtenetwerk De opbrengsten bestaan uit drie soorten inkomsten: (waar mogelijk ook andere bronnen op aangesloten kunnen worden). Hierbij moet  Eenmalige aansluitbijdrage (BAK) rekening worden gehouden met technische en ruimtelijke risico’s. De gemeente kan een  Afname van de warmte; bijdrage leveren aan de investering, middels een investeringssubsidie. Hierdoor heeft de  Subsidies en fiscale stimuleringsregelingen. eigenaar van het warmtenet lagere afschrijvingen en lagere financieringskosten. In deze studie is geen rekening gehouden met investeringssubsidies, aangezien die op dit De opbrengsten uit de afname van de warmte door de gebruikers is afhankelijk van het moment niet bekend zijn. aantal aansluitingen (binnen de scope), de energieprijzen(/belastingen) en het energieverbruik per aansluiting. De verkoopprijs van de warmte is gebaseerd op het NietDe investeringen op gebouwniveau worden met name bepaald door de investeringen die Meer-Dan-Anders principe.

Overige aannames die zijn gedaan voor het bepalen van de op- of aan het gebouw moeten worden gedaan. Voor de gemiddelde woning zijn deze kosten zijn terug te vinden in bijlage 3. kosten bekend, namelijk:  Afkoppeling van aardgas De mate waarin voldoende warmte wordt verkocht is een belangrijke succesfactor. Hoe  Installatie afleverset (inclusief muurdoorvoer/stijgleiding) en warmtemeter hoger de warmtevraag, hoe meer inkomsten. Hier worden vooraf aannames over  Elektra voorziening gedaan, die in de praktijk anders kunnen uitpakken. Zo is van tevoren niet geheel zeker  Aansluiten CV en tapwater hoeveel gebouweigenaren een aansluiting willen hebben (ook wel het vollooprisico  Aansluitleiding van 8 meter (gemiddelde afstand van distributienet tot aan genoemd) en hoeveel energie ze in de toekomst zullen afnemen (ook wel het voordeur) afnamerisico genoemd). Daarnaast is de verwachting dat het vollooprisico zal dalen met Voor grote appartementencomplexen en andere utiliteitsgebouwen zijn deze kosten waarschijnlijk hoger. Daar komen voor de eigenaren van de gebouwen ook nog de

ingang van de nieuwe warmtewet. Voor deze studie zijn we uitgegaan van een vollooppercentage van 80%.

12 Het risico op een te lage warmtevraag en afnemingszekerheid beoordelen wij - in de scenario’s waarbij de gehele kern van Vaassen wordt aangesloten - als iets hoger dan gemiddeld. Dit komt omdat een significant aantal huizen bij deelname verregaande isolatie nodig heeft, wat een belemmering kan zijn voor deelname. Alhoewel hier voor deze studie geen rekening mee is gehouden, kan de gemeente hier ook een rol in spelen middels een exploitatiesubsidie. Bij een exploitatiesubsidie neemt de gemeente een deel van het exploitatierisico over. Afgesproken wordt dan dat exploitatietekorten door achterblijvende vraag gedeeltelijk worden bijgepast. In deze studie zijn we uitgegaan van een eenmalige aansluitbijdrage (ook wel BAK genoemd) van € 1.000,- per aansluiting. Dit kan worden opgevat als een redelijke (eenmalige) bijdrage, aangezien gebouweigenaren normaliter ook na enkele jaren een nieuwe cv-ketel aanschaffen. Indien deze bijdrage hoger wordt, heeft dit een extra gunstig effect op de business case omdat het aan het begin van het traject plaatsvindt, waardoor ook de financieringskosten lager worden.